1.機(jī)器人系統(tǒng)
機(jī)器人用日本川崎公司原裝產(chǎn)品，考慮到工件尺寸和焊接位置的要求，選擇了機(jī)器人型號為KAWASAKI RA20N機(jī)器人。該機(jī)器人本體臂長可達(dá)平面可達(dá)半徑達(dá)到1725mm，可以很容易在結(jié)構(gòu)件的焊接位置實(shí)現(xiàn)焊接操作。該機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)比較困難的工件內(nèi)部焊接以及連續(xù)圓周焊接等。示教盒上設(shè)置CF卡插槽，方便用戶備份程序和系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
KAWASAKI RA20N相關(guān)參數(shù)表
型 號
|
RA20N
|
手首載重（kg）
|
20
|
動作范圍
|
S軸（旋轉(zhuǎn)）
|
±180°
|
L軸（下臂）
|
+155°，-105°
|
U軸（上臂）
|
+150°，-163°
|
R軸（手腕旋轉(zhuǎn)）
|
±270°
|
B軸（手腕擺動）
|
±145°
|
T軸（手腕回轉(zhuǎn)）
|
±360°
|
動作速度
|
S軸（旋轉(zhuǎn)）
|
190°/s
|
L軸（下臂）
|
205°/s
|
U軸（上臂）
|
210°/s
|
R軸（手腕旋轉(zhuǎn)）
|
400°/s
|
B軸（手腕擺動）
|
360°/s
|
T軸（手腕回轉(zhuǎn)）
|
610°/s
|
容許力矩
|
R軸（手腕旋轉(zhuǎn)）
|
45N·m
|
B軸（手腕擺動）
|
45 N·m
|
T軸（手腕回轉(zhuǎn)）
|
29 N·m
|
慣性力矩
|
R軸（手腕旋轉(zhuǎn)）
|
0.9Kg·m2
|
B軸（手腕擺動）
|
0.9Kg·m2
|
T軸（手腕回轉(zhuǎn)）
|
0.3Kg·m2
|
重復(fù)定位精度
|
±0.06mm
|
本體質(zhì)量
|
230Kg
|
安裝環(huán)境
|
溫度
|
0～45°
|
濕度
|
35～80%RH(不能結(jié)露)
|
振動
|
4.9m/s2 以下
|
其他
|
* 避免易燃，腐蝕性氣體、液體
* 勿濺水、油、粉塵等
* 勿近電氣噪聲源
|
2. 激光器
IPG YLR-300WC光纖激光器，配合使用光纖傳輸，經(jīng)光纖輸出聚焦后，對工件進(jìn)行切割，具有光束質(zhì)量好，光斑均勻細(xì)小，安裝移動方便等優(yōu)點(diǎn)。
光纖激光器具有高功率、理想的光束質(zhì)量、光纖傳導(dǎo)和高電光轉(zhuǎn)換效率等特性，而且體積小、可靠性高。主要用于不銹鋼板、普通碳鋼板金屬的平面和空間三維切割。
性能參數(shù)
技術(shù)參數(shù)
|
單位
|
YLR-300-WC
|
備注
|
標(biāo)準(zhǔn)輸出功率
|
W
|
300
|
|
光束質(zhì)量
|
M2
|
<1.1
|
|
輸出功率穩(wěn)定度
|
%
|
±2
|
|
標(biāo)配光纖長度
|
m
|
5
|
|
電源
|
V AC
|
200
|
|
電源頻率
|
Hz
|
50/60
|
|
功耗
|
kW
|
2
|
|
冷卻水流量
|
l/min
|
8.5
|
小
|
冷卻水溫度范圍
|
℃
|
21～23
|
|
尺寸(WxHxD)
|
mm
|
448 x 580 x 133
|
|
操作環(huán)境溫度
|
℃
|
10～50
|
|
環(huán)境濕度
|
%
|
10～95 不結(jié)露
|
|
3. 激光頭
激光頭部分采用原裝美國LaserMech公司機(jī)器人專用光纖激光切割頭與電容非接觸式的高度自動跟蹤系統(tǒng)，切割頭可自動調(diào)整沖壓件的變形，而不影響工件的切割。
4． 隨動控制系統(tǒng)
隨動調(diào)高系統(tǒng)包含BCS100調(diào)高器和伺服升降模組。
BCS100獨(dú)立式電容調(diào)高器（以下簡稱BCS100）采用了全閉環(huán)控制方法控制激光切割電容隨動頭，是一款高性能的電容調(diào)高裝置。除與其他產(chǎn)品類似的控制方式以外，BCS100還提供獨(dú)有的Ethernet網(wǎng)絡(luò)通訊接口，配合我司的CypCut激光切割軟件能輕易實(shí)現(xiàn)高度自動跟蹤，分段穿孔，漸進(jìn)穿孔，尋邊切割，蛙跳上抬，切割頭上抬高度任意設(shè)置，飛行光路補(bǔ)償?shù)裙δ?，其響?yīng)速度也大大提高。在伺服控制方面由于BCS100采用了速度位置雙閉環(huán)算法，運(yùn)行速度和精度等性能均明顯優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。
調(diào)高伺服升降模組采用松下伺服驅(qū)動，運(yùn)行穩(wěn)定，跟隨速度快，響應(yīng)快。
5. 防碰撞傳感器
防碰撞傳感器選用ATI工業(yè)自動化的專利技術(shù)防碰撞傳感器，當(dāng)機(jī)器人發(fā)生碰撞時用來保護(hù)機(jī)器人末端工具免受損壞。這個保護(hù)設(shè)備的特性有：自動復(fù)位，高重復(fù)精度，大力矩扭轉(zhuǎn)性能，結(jié)實(shí)的設(shè)計(jì)和低成本。
機(jī)器人防碰撞傳感器特性
· 高重復(fù)定位精度。 發(fā)生碰撞后，高精度的定位組件可以讓傳感器恢復(fù)到原來的位置，
· 常用的運(yùn)動范圍 在碰撞過程中，傳感器可以順從于任何一個類型的碰撞（角度、軸向、扭轉(zhuǎn)），讓機(jī)器人有足夠的時間采取修正行動
· 結(jié)實(shí)的軸向浮動設(shè)計(jì) 傳感器在設(shè)計(jì)和制造上非常結(jié)實(shí)可靠，部件的設(shè)計(jì)采取高強(qiáng)鋼，所以有時也被用來作為一個浮動裝置來保護(hù)機(jī)器人末端執(zhí)行工具。它可以為大多數(shù)應(yīng)用提供角度和扭矩方向的浮動。
· 能量吸收 在發(fā)生碰撞過程中，傳感器可以吸收能量，用來保護(hù)設(shè)備。這些能量將伴隨著碰撞移除過程而重新釋放出來。
· 靜態(tài)的跳變反饋 在一個給力的獨(dú)立的壓力下，不管是角度、軸向還是扭轉(zhuǎn)方向的碰撞，其跳變點(diǎn)反應(yīng)都是恒定的。
· 柔性的安裝面設(shè)計(jì) 通孔設(shè)計(jì)提供更大的柔性安裝面
· 自動復(fù)位 在發(fā)生碰撞后，當(dāng)機(jī)器人把工具搬運(yùn)離開碰撞點(diǎn)后，傳感器能自動復(fù)位
· 可調(diào)節(jié)靈敏度 傳感器在出廠時設(shè)置的軸向偏差為0.02英寸，如果達(dá)到這個數(shù)據(jù)會檢測到碰撞。利用可調(diào)節(jié)螺母，這個數(shù)據(jù)設(shè)定可放大或縮小。
· 可增加彈簧這個選項(xiàng)，提供了2個跳變點(diǎn) 施加一路壓縮空氣時一般用來得到一個較高的跳變點(diǎn)，用來檢測一個較高慣性的運(yùn)動。當(dāng)不施加壓縮空氣，僅僅利用增加彈簧這個選項(xiàng)，可以用來檢測一個較低的慣性運(yùn)動的跳變點(diǎn)
· 快速的碰撞偵測時效 2根線的閉路可以配置成常開或常閉，直流或交流。軸向的0.02英寸的運(yùn)動都能被觸發(fā)。一個常用的接頭用來傳輸碰撞信號。
6.冷卻系統(tǒng)
光纖激光切割機(jī)的水路系統(tǒng)主要包括兩部分：一部分是冷卻水從冷卻機(jī)組出來后，分兩路進(jìn)入激光器，一路進(jìn)入激光器主機(jī)部分，對其進(jìn)行冷卻；一路進(jìn)入激光器電控箱部分，對其進(jìn)行冷卻：循環(huán)后回到冷卻水機(jī)；
水箱采用威凱德雙溫雙控水箱，專業(yè)適用于激光切割。
為了提高激光器使用壽命，冷水機(jī)組內(nèi)的去離子水需三個月進(jìn)行一次更換。
7.工裝
切割工裝按照客戶預(yù)先提供的規(guī)格圖紙尺寸（一種規(guī)格），進(jìn)行設(shè)計(jì)制作。工裝含夾緊裝置，端口控制等。
8.安全護(hù)欄
安全護(hù)欄安裝在切割區(qū)域外圍，不銹鋼擋板材質(zhì)，避免人員受激光傷害。
